JPS63252129A - 内視鏡画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガンマ補正手段を設けた内視鏡画像入力装置に
関する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することによって、
切開を必要とすることなく、体腔内の患部等を観察した
り、必要に応じ処置具を用いて治療処置のできる内視鏡
が広く用いられるようになった。

上記内視鏡には、イメージガイドを像伝送手段に用いた
光学式の内視鏡（ファイバスコープ）の他に、最近ＣＯ
Ｄ等の固体撮像手段を用いた電子式の内視鏡く以下、電
子内視鏡又は電子スコープ）が実用化されるようになっ
た。

又、ファイバスコープの接眼部にｃｃＤ等の固体ｖａ像
素子を用いたＲ惟カメラを接続してモニタでカラー表示
できるようにしたものもある。

第５図は本出願人によって特願昭６１−２０７４３２号
で提案された従来例のＩｌ！（略の構成を示す。

撮像手段を形成するＣＣＤ　１から出力される画像信号
はアンプ２に入力され、所定の範囲の電圧レベル増幅さ
れる。その少、γ補正回路３に入りγ補正される。ＲＧ
Ｂ面順次方式の場合には、γ補正された後の信号は、ア
ナログ−ディジタル変換器（△／Ｄ変換ム）４でディジ
タル吊に変換されてから、切換スイッチ５を紅でメモリ
６Ｒ１６Ｇ、６Ｂに記録される。これらメモリ６Ｒ，６
Ｇ。

６Ｂに記録された画像データは、制御信号発生部７から
出力されるタイミング信号の印加によって同時に読み出
され、それぞれＤ／Ａ変換器８でアナログ間の色信号Ｒ
，Ｇ、Ｂに変換され、画ゆ出力端子９から（制御信号発
生部７のシンクロ信号と共に）出力される。しかして、
この画像出力端子９から出力される色信号Ｒ，Ｇ、Ｂ及
びシンクロ信号によって、モニタの表示画面上に被写体
の画像が表示される。

一方、面順次方式の画像を行う際の面順次式照明手段は
、白色ランプ１１の白色光をモータ１２で回転駆動され
る回転フィルタ１３を通すことによって、この回転フィ
ルタ１３のＲ，Ｇ、Ｂの各波長の光を透過づる色透過フ
ィルタ１４Ｒ，１４Ｇ、１４Ｂによって、Ｒ，Ｇ、Ｂの
照明光にしてライトガイド１５に照射する。しかして、
このライトガイド１５の他端から、被写体に向けてＲｌ
Ｇ、Ｂの波長の光で順次照明し、この照明のもどでＣＣ
Ｄ１の撮像面に被写体像が結ばれる。

ところで、従来例ではγ補正回路３の後でアナログ−デ
ィジタル変換が行われる。−このような構成のシステム
が画像の再現性に及ぼ１影費を第６図を参照して以下に
説明する。

第６図（ａ）は、ａ〜力方向被写体の輝度レベルを示す
。ここでＭＡＸはＣＯＤ素子が許容できる最大輝度レベ
ルを、Ｍ　Ｉ　Ｎ　ｉ、を最小輝度レベルをそれぞれ表
わす。

第６図（ｂ）は、同図（ａ）に示だ範囲の輝度レベルに
対応して、ＣＯＤ素子及びアンプ２により得られる電圧
レベルを示す。

第６図（Ｃ）は、γ補正回路３の変換特性を表わす。こ
こで、アンプ２により１ｑられる電圧レベルが縦軸方向
から入力され、γ補正後の電圧レベルが横軸方向へ出力
される。この時点で被写体の高輝度部分の情報は圧縮さ
れ、低輝度部分の情報は拡張される。

第６図（ｄ）は、Ａ／Ｄ変換器４の変換特性を表わす。

ここで、γ補正回路３により得られる電圧レベルが縦軸
方向から入力され、吊子化後のディジタル画像信号が横
軸方向へ出力される。この時点で被写体のＢ輝度部分の
情報は疎に、低輝度部分の情報は密に量子化される。こ
の後ディジタル画像信号は、一度メモリ６Ｒ，６Ｇ、６
Ｂに記録され、Ｄ／Ａ変換器８に導かれる。

第６図（ｅ）は、Ｄ／Ａ変換器８の変換特性を表わす。

ここで、メモリ６Ｒ，６Ｇ、６Ｂより得られるディジタ
ル画像１８号が縦軸方向から入力され、変換後の電圧レ
ベルが横軸方向へ出力される。

第６図＜ｒ＞は、モニタの特性を表わす゛。ここで、Ｄ
／Ａ変換器８により１ｑられる電圧レベルが縦軸方向か
ら出力され、変換後のモニタ上の輝度レベルが横軸方向
へ出力される。

第７図は、第６図（ａ）から（ｄ）を一つに集約したも
のである。これは、被写体の輝度レベルに対づる分解能
を表わしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 第７図から明らかなように、従来例ではγ補正回路の変
換特性により、被写体の輝度レベルに対する分解能が不
均一に４１ってしまう。すなわち、ノイズ等の影響であ
まり有効でない低輝度部分の分解能が高く、被写体の輝
度が高まるにつれて分解能が低下してしまうという欠点
がある。この様な分解能の不均一性は、画面上の有効領
域の減少・情報量の偏り等の色々な問題を生じさせる。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、被写
体の輝度に関し、上述した望ましくない分解能の不均一
性を除去できる内視鏡画像入力装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決づる手段及び作用］ 本発明では固体撮像素子の出力信号をアンプで増幅した
後、Ａ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換してフレーム
メモリに記録し、該フレームメモリから読出した信号デ
ータをＤ／Ａｌｌ！！！器でアナログ信号に変換した後
、γ補正回路でγ補正する構成にすることによって、被
写体の低輝度側で密に、高輝度側で疎に量子化されると
いう望ましくない分解能の不均一性を防止している。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実流例に係り、第１
図は第１実施例の主要部の構成を示し、第２図は第１実
施例の全体の構成を示し、第３図は被写体の輝度レベル
と、Ａ／Ｄ変換してメモリに記録される信号データのｍ
子化レベルとの関係を示す。

第２図に示すように第１実施例の（内視鏡）画像入力装
置２１は、生体２２の体腔内に細長の挿入部２３が挿入
される電子内祝１１２４と、この電子内視鏡２４のユニ
バーサルコード２５のコネクタ２５Ａが接続され、映像
信号処理する機能を有りる観察袋ｅ２６と、このＩｌ寮
装置２６と接続され、映像信号をカラー表示するカラー
モニタ２７と、前記コネクタ２５Ａから分岐された吸引
ケーブル２８を介して電子内視鏡２４と接続される吸引
器２９とからなる。

上記電子内視＄１２４は、第１図に示づように細長の挿
入部２３内に照明光を伝送するライトガイド３１が挿通
されており、挿入部２３内を挿通されたライトガイド３
１の後端側はさらに第２図に示づユニバーサルコード２
５内を挿通される。しかして、コネクタ２５Ａを観察袋
！２６に接続することによって光源部３２から照明光が
供給される。

つまり、光源部３２は、白色ランプ３３の白色照明光を
モータ３４で回転扉ＶＪされる回転フィルタ３５を経て
ライトガイド３１の入射端に照射する。この回転フィル
タ３５には赤、緑、ｎの各波長の光を透通ずるフィルタ
３５Ｒ，３５Ｇ、３５Ｂが設けであるので、この回転フ
ィルタ３５を通すことによって、ライトガイド３１の入
射端には赤、緑、青の各波長の光（即ちＲ，Ｇ、Ｂの照
明光が順次供給される。しかして、このライトガイド３
１によって他端側に伝送し、他端（出射端）から生体２
２内の患部等の被写体に向けてＲ，Ｇ。

Ｂの照明光を出射する。Ｒ，Ｇ、Ｂの光で照明された被
写体は挿入部２３の先端部内に配設した対物レンズ３７
によって、この対物レンズ３７の焦点面に配設したＣ０
Ｄ３８の撮像面に像が結ばれる。このＣ０Ｄ３８はドラ
イバ３９の駆動信号の印加によって、光電変換した電気
信号を出力する。

このＣ０Ｄ３８から出力される画像信号は、アンプ４１
に入力され、所定の範囲の電気信号（例えば０〜１ボル
ト）に増幅された後、信号ケーブル４２を経て観察装置
２６内の信号処理部４３を形成するＡ／Ｄ変換１４４に
入力される。このＡ／Ｄ変換器４４によって、量子化さ
れたディジタル信号に変換され、切換スイッチ４５を経
てメモリ部４６に入力される。

上記切換スイッチ４５は、回転フィルタ３５の色透過フ
ィルタ３５Ｒ，３５Ｇ、３５Ｂの数と等しい数の切換接
点（つまり３接点）を有し、υ１ｔｉＩｌ信号発生部４
７の切換信号によって順次接点が切換えられる。これら
各接点はメモリ部４６を形成する３つのメモリ４６Ｒ，
４６Ｇ、４６Ｂと順次接続され、オンされた接点を経て
メモリ４６Ｒ２４６Ｇ、４６Ｂにディジタル信号が記録
される。

上記メモリ４６Ｒ，４６Ｇ、４６８は１フレ一ム分づつ
画像データが記録され、記録が終了すると同時に読出さ
れ、それぞれＤ／Ａ変換ｉｔ！：４８を経てアナログ信
号に変換され、それぞれガンマ補正回路４９に入力され
る。ガンマ補正回路４９に入力されたＲ、Ｇ、Ｂ色信号
は、この回路４９によって、ガンマ特性が補正され、制
御信号発生部４７のシンクロ信号と共に、画像出力Ｑ　
５０からモニタ２７側に出力される。

また、上記メモリ４６Ｒ，４６Ｇ、４６Ｂの出力端とυ
ＩＩ！ｌ信号発生部４７のり０ツク出力端とはディジタ
ル画像信号出力端５１に接続され、この出力１５１から
図示しない画像ファイル装置とか画像ファイル装置等に
ディジタル画会信号データを出力できるようにしである
。

上記光源部３２は、いわゆるＲＧＢ面順次カラ一方式の
照明方式である。つまり、ライトガイド３１の入＋２に
赤の光が入力されているときには、切換スイッチ４５の
出力が赤用メモリ４６Ｒに、緑の光が入力されていると
きには、切換スイッチ４５の出力が線用メモリ４６Ｂに
、青の光が入力されているときには、切換スイッチ４５
の出力が青用メモリ４６［３に入力されるように制御信
号発生部４７が、切換制御信号を出力する。

このように構成された第１実施例によれば、メモリ部４
６に記録される画像信号データは、第３図に示すように
被写体の輝度レベルに対し、低輝度側とｎ輝度側とで分
解能が等しくなるため、従来例における不都合を解消で
きる。また、メモリ部４６から読出された信号をアナロ
グ変換した後に、ガンマ補正しているので、カラーモニ
タで表示する場合、低照度から高照度まで均等なＷ？調
でカラー表示できる。

さらにこの第１実施例では、メモリ部４６から均等に量
子化されたディジタル画像データを直接出力できるよう
にしであるので、画像処即するのに最適である。

第４図は本発明の第２実施例における主要部を示づ。

この実施例は、ファイバスコープ６１の接眼部６２にＣ
ＣＤ６３を用いたテレビカメラ６４を装着した場合のも
のである。

ファイバスコープ６１の対物レンズ６５でイメージガイ
ド６６の端面に結像された光学像は、接眼部６２側の端
面に伝送され、接眼レンズ６７及び結像レンズ６８によ
って、ＣＣＤ６３の撮＠面に結像される。このＣＣＤ６
３にはドライバ６９から、信号読出しの駆動信号が印加
されることによって、画像信号が出力される。尚、この
ＣＣＤ６３の園像面にはモザイクフィルタ７ｏが取付け
てあり、Ｗｉｅ面に結像される光学像をＲ，Ｇ、Ｂに色
分解する。このＣＣＤ６３がら出力される画像信号はア
ンプ７１で増幅された後、観察装置７２内のサンプルホ
ールド回路７３に入力され、サンプルホールドされた後
、Ａ／Ｄコンバータ７４でディジタル信号に変換される
。このディジタル信号は、メモリ部７５を形成するＲ用
メモリ７５Ｒ，Ｇ用メモリ７５Ｇ、Ｂ用メモ９７５Ｂの
データ入力端に印加され、制御信号発生部７６から出力
されるリード／ライト信号によってＲ，Ｇ、１３の色信
号は分離されてＲ用メモリ７５Ｒ，Ｇ用メモリ７５Ｇ、
Ｂ用メモリ７５Ｂに記録される。

１フレ一ム分の画像データがメモリＷ７５に記録される
と、これらは同時に読出され、Ｄ／Δコンバータ７７で
アナ［コグ信号に変換され、さらにガンマ補正回路７８
を経て画像信号出力端７９から出力される。尚、この出
力端７９から制御信号発生部７６のシンクロ信号も出力
される。

上記メモリ７５Ｒ，７５Ｇ、７５Ｂのディジタル画像デ
ータは、ディジタル画像データ出力端８１から、制御信
号発生部７６のクロック信号ＣＬＫと共に出力される。

ところでこの実施例では同時式カラー照明・搬像方式で
あって光源部８２は、白色ランプ８３の白色光を集光レ
ンズ８４を経てライ１〜ガイド８５の入射端に照射し、
このライトガイド８５によって伝送し、出射端から被写
体に向けて出射する。

このように構成された第２実施例においても、メモリ部
７５から読出した後Ｄ／Ａコンバータ７８でアナログ信
号に戻した後にガンマ補正しているのでメモリ部７５に
記録されるディジタル信号は、低輝度及び高輝度側につ
いて均一化されたものとなるので従来例の不都合を解消
できる。

尚、上記第２実施例では同時式のカラー撮像方式のもの
が説明しであるが、面順次式とした場合には第１図に示
すものと殆んど同様に構成できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、メモリに記録さＵた
画像信号を読み出した後に、ガンマ補正を行うようにし
であるので、解像度が低ｌ！ｌｉ度側で密になり、高１
ｒ４ｉ度側で疎になる不都合を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の主要部の構成を示す構成因、第２図は
第１実施例の全体の構成図、第３図は被写体の輝瓜レベ
ルとメモリに記録される場合の量子化レベルとの関係を
示す特性図、第４図は本発明の第２実施例の主要部を示
１構成図、第５図は従来例の構成図、第６図は第５図の
各部の入出力関係等を示す説明図、第７図は第６図（ａ
）ないし同図（ｄ）までをまとめて被写体の輝度レベル
に対づる分解能を示１説明図である。 ２１・・・内祝鏡画像入力装δ ２４・・・電子内視鏡　　　２６・・・ＩＩ察装首２７
・・・カラーモニタ　　２９・・・吸引器３２・・・光
源部　　　　　３８・・・Ｃ０Ｄ４１・・・アンプ　　
　　　４４・・・Ａ／Ｄ変換器４５・・・切換スイッチ
　　４６・・・メモリ部４７・・・制御信号発生部　４
８・・・Ｄ／Ａ変換器４９・・・ガンマ補正回路 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内視鏡用の照明手段と 内視鏡画像を電気信号に変換する撮像手段と、前記電気
   信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル
   変換手段と、 前記ディジタル信号を記憶するメモリ手段と前記メモリ
   手段のディジタル信号をアナログ信号に変換するアナロ
   グ・ディジタル変換手段と、前記撮像手段及び前記メモ
   リ手段にタイミング信号を供給する制御信号発生手段を
   有する内視鏡画像入力装置において、 ガンマ特性補正手段を前記メモリ手段の出力側に配置し
   たことを特徴とする内視鏡画像入力装置。 ２、前記メモリ手段のディジタル信号は、ディジタル信
   号出力端から前記タイミング信号に対応する信号と共に
   出力可能にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の内視鏡画像入力装置。